汽车点焊超声检测信号处理技术研究

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1、学校代号10532学号S1202W226分类号TB553密级公开工程硕士学位论文汽车点焊超声检测信号处理技术研究学位申请人姓名郭志福培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称聂昕讲师高晖高级工程师学科专业车辆工程研究方向汽车电子论文提交日期2015年05月10日学校代号：10532学号：S1202W226密级：公开湖南大学工程硕士学位论文汽车点焊超声检测信号处理技术研究学位申请人姓名：郭志福导师姓名及职称：聂昕讲师高晖高级工程师培养单位：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2015年05月10日论文答辩日期：2015年05月30日答辩委员会主席：龚金科教授Researcho

2、fSignalProcessingTechnologyonUltrasonicSignalofAutomotiveSpotWeldingbyGuoZhifuB.E.(QingdaoUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorLecturerNieXinSeniorEngineerGaoHuiMay,

3、2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果＞１。除了文中特别加１＾标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。、作者签名：京怎拖日斯年＾月曰＼学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文。１披查阅和借阅本人授权湖南大学可＾＾？将本学

4、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿＿＿２、不保密式＞＂少’〔请在Ｗ上相应方框内打）＂矣诲。＾＾作者签名：＞：建曰期年月曰导师签名；６日期：年月日－騎）汽车点焊超声检测信号处理技术研究摘要超声波无损检测方法以其成本低、无污染、便于操作等优点广泛的应用于汽车电阻点焊的质量检验中。为了提高检测效率和准确率，更好地对白车身的焊点质量进行检测，有必要对白车身焊点超声波自动检测系统及相关数字化处理技术进行研究，以期实现汽车点焊的在线自动检

5、测。本文首先介绍了焊点的超声检测原理及焊点质量超声自动检测系统的设计开发。焊点质量超声自动检测系统的设计主要包括检测系统硬件设计、检测系统软件设计以及检测执行机构设计。超声自动检测系统是获取数字化超声检测信号和实现文中所论述信号处理技术的载体。然后根据焊点的超声检测信号特点，对焊点超声回波参数估计方法和焊点质量超声自动评价方法进行研究，并通过实验和系统测试对所论述方法进行了验证。本文主要研究成果包括以下两方面：1）汽车点焊超声检测过程中，由于焊点尺寸较薄，缺陷反射回波与焊点上下表面回波极易混叠，得到的超声信号有可能是一个重叠的多回波含噪信号。同时往往需要获得超声信号的传播时间、回波个数

6、、幅值等全面的信息，来综合评判焊点的质量类型。本文通过建立焊点超声检测信号的线性卷积模型和非线性参数化模型，给出一种结合最小熵盲反卷积和期望值最大算法思想的超声回波参数估计方法，实现了重叠多回波信号的有效分离和超声信号传播时间、回波个数、中心频率、幅值等参数的精确估计。并通过仿真和实验验证了该信号处理方法的优点和有效性。该方法能够有效提取重叠超声回波序列的信号特征，为后续焊点质量的高精度检测提供了条件。2）为了实现汽车点焊质量的自动检测，需要根据焊点的超回波特点，研究一种简单有效、准确率高的焊点质量实时自动评价方法。本文通过分析各种焊点质量类型的超声检测信号特点，定义了超声回波相关时频

7、特征值，提出基于超声回波时频特征值的焊点质量自动评价方法。通过前述超声信号参数估计方法和信号能量分析方法，提取信号时频特征值，并通过相关试验流程，建立了便于在线自动检测的量化焊点质量评价标准。焊点自动检测系统实际检测效果表明，该方法能够快速有效自动识别本文定义的七种焊点质量类型，能够初步运用于汽车点焊的在线自动检测。关键词：汽车点焊质量；超声检测；数字信号处理；参数估计；时频特征；II硕士学位论文AbstractBecauseoftheadva